發(fā)布時(shí)間：2022-07-14 09:53

　　單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支,自1976年問世以來,受到了人們的廣泛關(guān)注和重視,尤其是美國Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī),由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),在我國已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。然而,隨著信息時(shí)代的到來,傳統(tǒng)單片機(jī)固有的結(jié)構(gòu)缺陷,使其呈現(xiàn)出諸多弊端,其速度、規(guī)模、性能等指標(biāo)越來越難以滿足用戶很多場(chǎng)合的需要。因此單片機(jī)芯片的開發(fā)、升級(jí)面臨著新的挑戰(zhàn)。伴隨著集成電路（IC）技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）已逐漸成為數(shù)字集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段。并且伴隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展,在芯片設(shè)計(jì)中,大量復(fù)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊IP,可以使IC設(shè)計(jì)者把精力集中在更高層次的設(shè)計(jì)上,從而加快芯片的開發(fā)速度。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP核不僅具有廣泛的應(yīng)用前景而且對(duì)提高我國集成電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用水平具有重要意義。本文首先對(duì)8051單片機(jī)進(jìn)行原理分析和特征提取、介紹了FPGA基本知識(shí)以及本IP核的設(shè)計(jì)方案。利用自上而下的設(shè)計(jì)方法把8051IP核劃分成了多個(gè)子模塊,并在ISE軟件中用VHDL語言完成了各個(gè)子模塊的程序編寫。設(shè)計(jì)的IP核可以執(zhí)行8051... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 FPGA 的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
        1.2.1 FPGA 簡(jiǎn)介
        1.2.2 FPGA 設(shè)計(jì)流程
    1.3 IP 核簡(jiǎn)介
    1.4 8051 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.4.1 8051 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖
        1.4.2 8051 單片機(jī)主要部件介紹
    1.5 自動(dòng)聚焦基本理論概述
        1.5.1 半數(shù)字式自動(dòng)聚焦
        1.5.2 評(píng)價(jià)函數(shù)
        1.5.3 自動(dòng)搜索算法
    1.6 論文完成工作及結(jié)構(gòu)安排
第二章 8051 IP 核各模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    2.1 80511P 核的關(guān)鍵特征
        2.1.1 80511P 核結(jié)構(gòu)框圖
        2.1.2 80511P 核頂層信號(hào)說明表
        2.1.3 80511P 核系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)
    2.2 ALU 模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.1 ALU 模塊的設(shè)計(jì)分析與實(shí)現(xiàn)
        2.2.2 alucore 模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.3 加減addsub 模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.4 乘法mul 模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.5 除法div 模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.6 二-十進(jìn)制調(diào)整模塊的設(shè)計(jì)
        2.2.7 譯碼與控制分配模塊的設(shè)計(jì)
    2.3 控制模塊的設(shè)計(jì)
        2.3.1 有限狀態(tài)機(jī)模塊
        2.3.2 control_mem 控制模塊
    2.4 串口模塊的設(shè)計(jì)
    2.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的設(shè)計(jì)
    2.6 存儲(chǔ)器擴(kuò)展模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        2.6.1 外部RAM 模塊的生成
        2.6.2 內(nèi)部ROM 模塊的生成
    2.7 本章小結(jié)
第三章 80511P 核各模塊及整體的仿真與驗(yàn)證
    3.1 設(shè)計(jì)流程中的驗(yàn)證（驗(yàn)證層次）
    3.2 ALU 算術(shù)邏輯單元的仿真驗(yàn)證
        3.2.1 操作碼RRC_ACC 的仿真驗(yàn)證
        3.2.2 操作碼ADDC_ACC_RAM 指令的仿真驗(yàn)證
        3.2.3 操作碼MUL_ACC_RAM 指令的仿真驗(yàn)證
    3.3 串口模塊的仿真與驗(yàn)證
        3.3.1 串口模式下方式0 的仿真驗(yàn)證
        3.3.2 串口模式下方式1 的仿真驗(yàn)證
    3.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的仿真驗(yàn)證
        3.4.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式下方式0 的仿真驗(yàn)證
        3.4.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式下方式1 的仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 自動(dòng)聚焦控制系統(tǒng)
    4.1 整體架構(gòu)
        4.1.1 總體目標(biāo)
        4.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.2 工作過程
    4.3 步進(jìn)電機(jī)工作原理
    4.4 系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺(tái)
        4.4.1 Xilinx Virtex-II FPGA 電路芯片結(jié)構(gòu)圖
        4.4.2 芯片結(jié)構(gòu)圖
        4.4.3 鏡頭結(jié)構(gòu)圖
    4.5 自動(dòng)聚焦與搜索算法
    4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 論文的工作與總結(jié)
    5.2 論文的后續(xù)研究與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于小波變換的數(shù)字圖像自動(dòng)聚焦算法[J]. 菅維樂,姜威,周賢.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2004(06)
[2]雙維精密定位工件臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)的研究[J]. 李樹秋.  光學(xué)精密工程. 1994(04)



本文編號(hào)：3660904